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Sentindo e modulando o cérebro profundo humano

Interfaces de máquinas cerebrais profundas - interagindo com o cérebro humano profundo

Principais abordagens de gravação e estimulação elétrica para interfaces cérebro-máquina. Crédito: Science China Press

A Interface Cérebro-Máquina (IMC, também conhecida como Interface Cérebro-Computador) fornece uma nova dimensão para os humanos interagirem com as máquinas e o ambiente. As interfaces cérebro-máquina ajudam a restaurar ou melhorar as funções físicas ou mentais humanas. Em artigo publicado recentemente na Revisão científica nacionalos cientistas investigaram uma variedade de tecnologias para interagir com o cérebro em diferentes níveis.

o córtex cerebral há muito tempo é alvo de pesquisas interface cérebro-máquina estudos. por gravação atividade neural em várias regiões corticais para entender a intenção humana, os pesquisadores podem permitir que pacientes paralisados ​​controlem braços robóticos e próteses, bem como ajudar pessoas com deficiência a se comunicarem de forma eficaz.

As interfaces cérebro-computador convencionais nos permitem decodificar sinais sensoriais e motores, como respostas visuais, movimentos das mãos e fala em um ambiente de laboratório restrito. No entanto, ainda é um desafio aplicar essas tecnologias à vida cotidiana.

As regiões profundas do cérebro estão fortemente envolvidas nas funções básicas da vida. É necessário investigar as funções cerebrais profundas para obter uma melhor compreensão de como o cérebro funciona. As regiões cerebrais subcorticais são os principais alvos da neuromodulação invasiva e da neuroterapia clínica.

  • Interfaces de máquinas cerebrais profundas - interagindo com o cérebro humano profundo

    Abordagens comuns para detectar e modular o cérebro humano. Crédito: Science China Press

  • Interfaces de máquinas cerebrais profundas - interagindo com o cérebro humano profundo

    Detecção e modulação via interface cérebro-máquina profunda. Crédito: Science China Press

Anormalidades estruturais e funcionais do cérebro profundo humano são observadas em uma variedade de doenças neurológicas e distúrbios psiquiátricos, incluindo doença de Parkinson, doença de Alzheimer, depressão e transtorno obsessivo-compulsivo. As interfaces de máquinas cerebrais profundas concentram-se na compreensão e modulação de atividades neurais em regiões profundas do cérebro. É um campo de pesquisa emergente com grande potencial para aplicações clínicas.

Além de gravar e decodificar, as interfaces profundas da máquina cerebral também são capazes de modular estados patológicos do cérebro, fornecendo estímulos terapêuticos. A tecnologia DBMI avançada foi projetada para registrar e decodificar atividade neural profunda com alta resolução espaço-temporal e configurar com eficiência parâmetros de estimulação para modulação precisa de estados cerebrais. Desenvolver DBMI com eficácia a longo prazo continua sendo um desafio devido à nossa compreensão limitada dos mecanismos, incluindo plasticidade e adaptações do sistema nervoso central.

Uma vez que o sistema nervoso transmite informações principalmente através sinais elétricos, as interfaces cérebro-computador mediadas por sinais elétricos têm atraído o maior interesse de pesquisa neste campo. O artigo descreve a atual técnica baseada em atividade elétrica neural interface cérebro-computador tecnologias disponíveis para os seres humanos e as aplicações na detecção e modulação da atividade cerebral.

Interfaces de máquinas cerebrais profundas - interagindo com o cérebro humano profundo

Tópico Especial: Interface Cérebro-Máquina (Capa da National Science Review). Crédito: Science China Press

Os autores apresentam dois sistemas de interface cerebral profunda amplamente utilizados, estimulação cerebral profunda (DBS) e eletroencefalografia estereotáxica (sEEG), com atenção especial aos mais recentes avanços tecnológicos e aplicações clínicas. O potencial do DBMI para ser usado como poderosas plataformas de pesquisa do cérebro e sua utilidade terapêutica são abordados. O artigo também discute a estrutura de controle de circuito fechado dos sistemas DBMI e o desenvolvimento da tecnologia de interface profunda do cérebro em circuito fechado para aplicações clínicas.

Mais Informações:
Yanan Sui et al, Interfaces cérebro-máquina profundas: detectando e modulando o cérebro profundo humano, Revisão científica nacional (2022). DOI: 10.1093/nsr/nwac212

Fornecido por
Science China Press


Citação: Interfaces cérebro-máquina profundas: sentindo e modulando o cérebro humano profundo (2022, 27 de dezembro) recuperado em 27 de dezembro de 2022 em https://medicalxpress.com/news/2022-12-deep-brainmachine-interfaces-modulating-human.html

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